2018-2019學(xué)年高中物理 課時(shí)提升作業(yè)十四 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的誕生 4.2 光電效應(yīng)與光的量子說(shuō) 教科版選修3-5.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 十四 量子概念的誕生 光電效應(yīng)與光的量子說(shuō)(30分鐘50分)一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分)1.(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,下列表述正確的是()A.光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子【解析】選C、D。要產(chǎn)生光電效應(yīng),入射光的頻率必須大于最小頻率,即極限頻率,當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時(shí),不管光的強(qiáng)度多大都不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng),與光照時(shí)間無(wú)關(guān),故D正確,A、B錯(cuò)誤;對(duì)同一種金屬,入射光的頻率越大,光電子的最大初動(dòng)能越大,需要的遏止電壓越大,C正確。2.(多選)如圖所示,N為鎢板,M為金屬網(wǎng),它們分別與電池兩極相連,各電池的電動(dòng)勢(shì)E和極性已在圖中標(biāo)出,鎢的逸出功為4.5eV,現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板(各光子的能量也已在圖上標(biāo)出),那么下列圖中電子能到達(dá)金屬網(wǎng)的是()【解析】選B、C。由3eVa,故nbna,由sinC=可知,a光的臨界角較大,B正確;由=可知,b)的光照射陰極K時(shí),電路中一定有光電流B.換用波長(zhǎng)為2(2可知,1,故換用波長(zhǎng)為1的光照射時(shí),光電管有可能不發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;又由2,故用波長(zhǎng)為2的光照射時(shí),光電管一定發(fā)生光電效應(yīng),電路中一定有光電流,B正確;在電路沒(méi)達(dá)到光電流之前,增大電源的路端電壓,電路中的光電流增大,將電路中電源極性反接,電源路端電壓小于遏止電壓時(shí),電路中就有光電流,故C錯(cuò)誤,D正確。二、非選擇題(本大題共2小題,共20分)6.(10分)在綠色植物的光合作用中,每放出一個(gè)氧分子要吸收8個(gè)波長(zhǎng)為6.6810-7m的光子,同時(shí)每放出1mol氧氣,植物儲(chǔ)存469kJ的能量。求綠色植物能量的轉(zhuǎn)化效率(普朗克常數(shù)h=6.6310-34Js)?！窘馕觥糠懦?mol氧氣要吸收的能量為:E=8NAh=86.010236.6310-34J=1.43106J則能量轉(zhuǎn)化效率為:=100%=100%=33%。答案:33%7.(10分)如圖所示,陰極K用極限波長(zhǎng)是0=0.66m的金屬銫制成,用波長(zhǎng)=0.50m的綠光照射陰極K,調(diào)整兩個(gè)極板電壓。當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時(shí),光電流達(dá)到飽和,電流表G的示數(shù)為0.64A。求:(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大初動(dòng)能。(2)若把入射到陰極的綠光的光強(qiáng)增大到原來(lái)的二倍,求每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能。(3)G中電流為零的條件即遏止電壓UAK。【解析】題目中的光電流達(dá)到飽和是指光電流達(dá)到最大值.因?yàn)楣怆娏魑催_(dá)到最大值之前,其值大小不僅與入射光強(qiáng)度有關(guān),還跟光電管兩極的電壓有關(guān),只有在光電流達(dá)到最大值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比。(1)光電流達(dá)到飽和時(shí),陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A,所以陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù):n=個(gè)=4.01012個(gè)。根據(jù)光電效應(yīng)方程:Ek=h-W,W=,代入可求得Ek=9.610-20J。(2)若入射光的頻率不變,光的強(qiáng)度加倍,則陰極每秒發(fā)射的光電子數(shù)也加倍,即n=2n=8.01012個(gè)。根據(jù)Ek=h-W可知,光電子的最大初動(dòng)能不變,由于A、K之間電勢(shì)差是2.5V,所以光電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能為:Ek=Ek+eU=4.9610-19J(3)光電子的最大初動(dòng)能Ek=9.610-20J=0.6eV。若使G中電流為零,光電子到達(dá)A極時(shí)克服電場(chǎng)力做功至少為W=eU=Ek,解得U=0.6V,即UAK=-0.6V。答案:(1)4.01012個(gè)9.610-20J(2)8.01012個(gè)4.9610-19J(3)UAK=-0.6V